Experimental and theoretical survey of diverse far-red O2-evolving photosynthesis

多种远红产氧光合作用的实验与理论研究

基本信息

  • 批准号:
    20K06684
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

植物とシアノバクテリアの営む酸素発生型光合成は、クロロフィルa (Chl a)色素の吸収する400-700nmの可視光を使うが、光合成細菌の非酸素発生型光合成ではバクテリオクロロフィル(BChl)が吸収する380-900nmの可視-近赤外(FR)光を使う。可視光よりエネルギーの低い700-800nmの近赤外光でも酸素発生光合成(FR-O2型光合成)が行われる事を我々は報告した (‘98年)。近年、さらに多くの「FR-O2型光合成」をするシアノバクテリアや藻類が 見出され、研究が進展した。本研究では、Chl aの代わりに、740nm光を利用できるChl dで「FR-O2型光合成」をするシアノバクテリア種アカリオクロリスの光化学系I (PSI)の構造を、解明し論文発表した(2021)。この反応中心は’98年に我々が初精製し、反応中心Chl d-2量体をP740と命名した。構造情報を使い、理論解析をした。別種のChl fを使いFR-O2型光合成をする反応中心でも理論検討を進めた。Chlf型10種 、Chl d型アカリオ属7株、red-Chl a型南極コケ1種の光反応を実測した。シアノバクテリアPSI (96Chl aをもつ)と似た構造でBChl-gをもつヘリオバクテリアのI型反応中心の理論解析を行った。超高速励起エネルギー移動過程を計算機内で再現した。クロロフィルを置き換える仮想実験系を作り、in silicoでの進化実験を行った。これは人工光合成系開発にも利用できる。さらにBChla30と4Chlaを持ち長波長800-840nm光を利用する緑色硫黄細菌の反応中心(GsbRCお)の理論モデルを作成した。この系はFR型反応中心の祖先型に近い。励起エネルギー移動、エネルギー分布変化をしらべた。
The absorption of pigment in plants and photosynthetic bacteria is 400-700nm and 380-900nm, respectively. A report was made on the synthesis of phosphorescence in the low 700-800nm region of visible light (FR-O2 type photosynthesis). In recent years, there has been a lot of progress in the development of FR-O2 photosynthesis. In this study, the structure of the photochemical system I (PSI) of Chl a and 740nm light was elucidated (2021). In 1998, the center of the reaction was first refined, and the center of the reaction was named Chl d-2. Structural information, theoretical analysis. The theory of FR-O2 photosynthesis is discussed in detail. 10 species of Chlf type, 7 species of Chld type, 1 species of red-Chla type and 1 species of Antarctic type were tested. A Theoretical Analysis of the I-type Anti-vibration Center of the BChl-g Structure The process of moving at high speed is reproduced in the computer. The evolution of silicon is a process of evolution. The development and utilization of artificial photosynthesis system. A theoretical study of the utilization of BChla30 - 4Chla at wavelengths of 800-840nm by green sulfur bacteria reaction centers (GsBRCs) was conducted. This is a close relation between the FR type anti-retrogressive center and the ancestral type. The movement and distribution of energy

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
緑色硫黄細菌 I 型反応中心の励起状態の理論計算と主要 BChl-a 除去実験
绿硫细菌I型反应中心激发态的理论计算及主要BChl-a去除实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    伊藤繁;木村明洋;鬼頭宏任;浅井智広;大岡宏造
  • 通讯作者:
    大岡宏造
Direct Energy Transfer from Allophycocyanin-Free Rod-Type CpcL-Phycobilisome to Photosystem I
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.1c01763
  • 发表时间:
    2021-07-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Noji, Tomoyasu;Watanabe, Mai;Ikeuchi, Masahiko
  • 通讯作者:
    Ikeuchi, Masahiko
ヘリオバクテリアI型反応中心と光化学系Iにおける光捕集機能の解析と比較
日杆菌I型反应中心与光系统I的光捕获功能分析比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木村明洋;鬼頭宏任;重田育照;伊藤繁
  • 通讯作者:
    伊藤繁
異なる色素種をもつ多様な光化学系I型反応中心上での励起エネルギー移動機構の理論的研究
不同色素种类的I型光系统反应中心激发能量传递机制的理论研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中村有花;下岡渉;鬼頭宏任;伊藤繁;木村明洋
  • 通讯作者:
    木村明洋
I型光合成反応中心の構造と機能の多様性:ヘリオバクテリア反応中心と光化学系Iとの比較
I型光合反应中心的结构和功能多样性:与日光细菌反应中心和光系统I的比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木村明洋;鬼頭宏任;重田育照;伊藤繁
  • 通讯作者:
    伊藤繁
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伊藤 繁其他文献

バイセル中への光合成膜タンパク質の再構成とそのキャラクタリゼーション
光合膜蛋白重建为 bicelles 及其表征
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野地智康;小森大輔;山川壽伯;伊藤 繁;南後 守;出羽毅久;出羽 毅久,小森 大輔,野地 智康,山川 壽伯,伊藤 繁,南後 守;瓜田 有吾,沖田 陽介,清水 広介,浅井 知浩,奥 直人,南後 守,出羽 毅久;出羽毅久;出羽毅久・小森大輔・野地智康・角野歩・南後守;角野歩・出羽毅久・佐々木伸明・近藤政晴・橋本秀樹・南後守;山田樹・角野歩・南後守・出羽毅久
  • 通讯作者:
    山田樹・角野歩・南後守・出羽毅久
膜蛋白質をナノ繊維内部に固定化した不織布の作製と評価
纳米纤维固定膜蛋白非织造布的制备及性能评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    嶋本 太郎;野地 智康;川上 惠典;出羽 毅久;神谷 信夫;伊藤 繁;水野 稔久
  • 通讯作者:
    水野 稔久
I 型反応中心の励起子状態と励起移動の理論モデル
I型反应中心激子态和激发转移的理论模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木村 明洋;伊藤 繁
  • 通讯作者:
    伊藤 繁
ヘリオバクテリア光合成反応中心のドナー側とアクセプター側における電子伝達反応の解
日光细菌光合反应中心供体和受体侧电子转移反应的解决方案
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小島 理沙;浅井 智広;伊藤 繁;大岡宏造
  • 通讯作者:
    大岡宏造
ヘリオバクテリア光合成反応中心の過渡吸収変化と低温蛍光解析
日光细菌光合反应中心的瞬时吸收变化及低温荧光分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大岡宏造;小島 理沙;浅井 智広;武藤 梨沙;栗栖 源嗣;伊藤 繁
  • 通讯作者:
    伊藤 繁

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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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新型光合成の酸素発生系
新型光合产氧系统
  • 批准号:
    12874109
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
光合成におけるMg,Fe,Znの役割
Mg、Fe、Zn 在光合作用中的作用
  • 批准号:
    11116228
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
生体光合成の単電子移動過程
生物光合作用中的单电子转移过程
  • 批准号:
    10127224
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
光合成におけるMg.Fe,Znの役割
Mg.Fe,Zn在光合作用中的作用
  • 批准号:
    10129232
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
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生体光合成の単電子移動過程
生物光合作用中的单电子转移过程
  • 批准号:
    09233222
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
光合成と地球の共進化
光合作用与地球的共同进化
  • 批准号:
    09214220
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
光合成の電子移動におけるMg,Zn,Feの役割
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  • 批准号:
    09235235
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
光合成の電子移動におけるMg,Zn,Feの役割
Mg、Zn 和 Fe 在光合作用过程中电子转移中的作用
  • 批准号:
    08249244
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
光合成タンパク質内での光誘起電子移動
光合蛋白质内的光诱导电子转移
  • 批准号:
    08218261
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
生体光合成の単電子移動過程
生物光合作用中的单电子转移过程
  • 批准号:
    08247216
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

相似海外基金

チャの遮光によるクロロフィルおよびテアニン含量増加における品種間差異の解明
阐明茶叶遮荫导致叶绿素和茶氨酸含量增加的品种间差异
  • 批准号:
    24K08875
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
太陽光誘起クロロフィル蛍光のデータ同化による生態系光合成の高精度シミュレーション
通过阳光诱导叶绿素荧光数据同化高精度模拟生态系统光合作用
  • 批准号:
    24K20914
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Development of an ammonia-inhibition control system in microalgal cultivation
微藻培养中氨抑制控制系统的开发
  • 批准号:
    22KJ3199
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
ブラシノステロイド新規因子によるクロロフィル制御を介した葉緑体恒常性維持機構研究
新型油菜素类固醇因子调节叶绿素介导的叶绿体稳态机制研究
  • 批准号:
    23KJ1200
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
遠赤色光のエネルギーレベルで駆動されるアカリオクロリス光化学系IIの構造と機能
远红光能级驱动的螨虫光系统II的结构和功能
  • 批准号:
    23H02504
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Novel algal monitoring system using multiple-wavelength excitation
使用多波长激发的新型藻类监测系统
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    23K14015
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Elucidation of the process of aggregation by creating an in vitro enzymatic reaction scaffold
通过创建体外酶反应支架来阐明聚集过程
  • 批准号:
    22KJ3015
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Response of biogeochemical cycle and lower trophic ecosystem to the environmental change in the Southern Ocean, East Antarctica
东南极南大洋生物地球化学循环和低营养生态系统对环境变化的响应
  • 批准号:
    23H05411
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
Creation of Novel Photocharge-Discharge Mechanism Based on the Fusion of Photosynthesis-Related Materials and TiO2/MnO2 Composite Electrodes
基于光合作用相关材料与TiO2/MnO2复合电极融合的新型光充放电机制的创建
  • 批准号:
    23K17957
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
光化学系間インバランスがもたらすイネステイグリーン現象の解明とその集積効果の検証
光系统不平衡引起的Inestay绿色现象的阐明及其累积效应验证
  • 批准号:
    23K13933
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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知道了